The invention discloses a digital mask generation method for the exposure rapid prototyping of the biological scaffold. This method firstly used to fill the representative cell library scaffold, cell library with existing monochrome bitmap set form; then according to the topological information of surface of patients waiting for tissue repair, the selection of representative structural unit right from a cell library; followed by the application of image processing technology, the surface profile parameter and filling assembly structure unit. Finally, the filling and assembly operations of the same properties are extended from single layer to multi layer to generate digital mask for surface exposure forming. Cell library set up by the invention can be independent of any commercial CAD software can directly generate the digital mask without the establishment of scaffold complex 3D model, the algorithm effectively avoid the slicing process or operation to consume a lot of time, reduce the computer hardware performance requirements, can improve efficiency without accuracy loss.
【技术实现步骤摘要】
一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法
本专利技术涉及增材快速成形领域,尤其涉及一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法。
技术介绍
生物支架在组织工程领域起着十分重要的作用。生物支架的结构设计及制备工艺是影响其性能好坏的重要因素。常用的生物支架设计方法及过程:应用三维扫描技术获得支架的外表曲面并导入三维软件,将结构单元沿三维阵列,将阵列的实体与外表曲面进行布尔运算,建立生物支架的三维模型,再将三维模型转化为STL模型,采用切片程序将STL模型离散成二维掩膜,用于面曝光成形。整个过程及其冗长,设计多次模型转换,对计算机性能要求苛刻,对用户的建模技术要求较高,自动化程度不够,效率及其低下。另一方面,实现数字掩膜的参数化设计,往往要依托于三维软件,每一次修改都有重复上述设计过程,及其耗时。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足,提供一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法。能够独立于三维CAD软件实现参数化设计,并且最大程度降低对计算机性能和工程人员技术水平的要求,在不损失精度的同时实现高效设计与制造。本专利技术通过下述技术方案实现:一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法,包括如下步骤:步骤A:应用SolidWorks设计生物支架的代表性结构单元,并建立相应的B-Reps三维模型;对结构单元的三维B-Reps按特定层厚d切片,得到n张单色位图的集合,截取每张位图中的最小单元及其拓扑结构,存入单元库;其中,d是切片层厚;n是层厚d对应的切片数;步骤B:应用CT/MRI图像扫描获得患者待修复组织的曲面图形, ...
【技术保护点】
一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法,其特征在于包括如下步骤:步骤A:应用SolidWorks设计生物支架的代表性结构单元,并建立相应的B‑Reps三维模型;对结构单元的三维B‑Reps按特定层厚d切片,得到n张单色位图的集合,截取每张位图中的最小单元及其拓扑结构,存入单元库;其中,d是切片层厚;n是层厚d对应的切片数;步骤B:应用CT/MRI图像扫描获得患者待修复组织的曲面图形,根据曲面图形的几何拓扑信息,从单元库选择一个代表性结构单元;步骤C:在MATLAB中,应用图像处理的空间几何变化和图像形态学“腐蚀”原理,对代表性结构单元进行放大或缩小,线性阵列或圆周阵列,旋转,平移操作,实现代表性结构单元对曲面轮廓的参数化填充和装配;步骤D:将步骤C中同性质的填充和装配操作应用于多层轮廓,生成用于面曝光成形的数字掩膜集合。
【技术特征摘要】
1.一种用于生物支架面曝光快速成形的数字掩膜生成方法,其特征在于包括如下步骤:步骤A:应用SolidWorks设计生物支架的代表性结构单元,并建立相应的B-Reps三维模型;对结构单元的三维B-Reps按特定层厚d切片,得到n张单色位图的集合,截取每张位图中的最小单元及其拓扑结构,存入单元库;其中,d是切片层厚;n是层厚d对应的切片数;步骤B:应用CT/MRI图像扫描获得患者待修复组织的曲面图形,根据曲面图形的几何拓扑信息,从单元库选择一个代表性结构单元;步骤C:在MATLAB中,应用图像处理的空间几何变化和图像形态学“腐蚀”原理,对代表性结构单元进行放...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘旺玉,李鸣珂,江小勇,孙冬,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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